EP1167776A2 - Fan - Google Patents
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- EP1167776A2 EP1167776A2 EP01114758A EP01114758A EP1167776A2 EP 1167776 A2 EP1167776 A2 EP 1167776A2 EP 01114758 A EP01114758 A EP 01114758A EP 01114758 A EP01114758 A EP 01114758A EP 1167776 A2 EP1167776 A2 EP 1167776A2
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- fan according
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
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- F04D29/38—Blades
- F04D29/388—Blades characterised by construction
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
- F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
- F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
- F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
- F24H3/0411—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between for domestic or space-heating systems
Definitions
- the invention relates to a fan for generating a fluid flow, especially an air flow.
- Fans for generating a fluid flow are used in a variety of ways.
- Such fans have an impeller and at least one blade designed or arranged thereon for conveying the fluid.
- such fans in the form of radial fans and in the form of axial fans are generally known.
- radial fans an air flow is generated by the blade which points radially away from the axis of rotation of the radial fan and which is redirected by the housing surrounding the radial fan in a direction of outflow which is oriented transversely to the axis of rotation of the fan.
- axial fans a fluid flow lying in the direction of the axis of rotation of the fan is generated.
- Such fans are used in particular to convey gaseous fluids, in particular air.
- liquid media can also be conveyed with such fans.
- the pumped fluid not only pumps, but must also be heated.
- the heating of the pumped fluid is usually carried out by means of one or more heating elements that the Fan are subordinate.
- To monitor the temperature is then in the Usually, after the heating element, a temperature sensor is arranged by means of whose the fan power and / or the heating power of the heating element so is coordinated that the temperature of the delivered fluid can be controlled or regulated.
- a disadvantage of such constructions is that the heating element that the Fan is downstream, a flow resistance for the fluid flow represents.
- the delivery rate of the fan is larger than it would be necessary for the pure promotion of the fluid.
- they have subordinate heating elements the disadvantage that, due to their function as flow resistance and as a fixed, flowed component, on them Contaminants contained in the fluid can settle. Act it the fluid is around air, so often sit on the heating elements Dust particles. These dust particles can also contaminate the Air such as fat and water vapors are stored. This is both for reasons of the output, the efficiency of the Heating element undesirable for reasons of hygiene.
- the object of the invention is a fan for a heatable fluid flow to create, in which the required energy consumption is reduced.
- a fan according to the invention has an impeller that has at least one Has blade for conveying the fluid. On at least part of the Blading the impeller of the fan is at least one heating element intended. The heating element is used to heat the fluid during the Conveyor operation of the fan.
- heating elements are electrical Heating elements formed, these preferably from the amount of Thick film, strip heating and electrically conductive ceramics selected are.
- heating elements on the Surface of the blades are arranged. It is particularly advantageous if the heating elements are arranged in heating element channels, the blade side are trained. It is also advantageous if the heating elements are designed to be the blade of a non-protruding, smooth surface Complete the surface contour.
- Embodiments in which the heating elements are approximately preferred are also preferred lengthways and parallel to the front edge of the rotor in the direction of rotation of the rotor Shovel are arranged. It is advantageous if the heating elements overall over at least almost the entire longitudinal extent of the Extend shovel.
- Temperature sensor is arranged.
- a control or regulation of the heating power of heating elements made so that the temperature of the conveyed air is controlled or is regulated.
- the temperature sensor is in Seen the direction of rotation of the blade - behind an existing one Heating element arranged.
- temperature sensors are arranged on the blades, at least have a heating element.
- the heating conductors are in summarized at least two groups, the heat output preferably by switching groups on and off, which may also be clocked is controlled or regulated by heating conductors.
- the heating conductors of a blade are assigned to the same group.
- it is possible that the heating conductors of a group in parallel to each other are arranged. In this, but also in other configurations of parallel interconnected heating conductors, it is an advantageous further Embodiment of the invention if each of the heating conductors has an associated one Burn protection against excessive heating.
- the The fan is both an axial fan and a radial fan. If the fan is a radial fan, it is possible that the electrical contact is made in that the blades with the arranged heating conductors the electrical connection between the two Manufactures fan wheels of the radial fan and thus complements them to circuits.
- the blades of the fan it is possible for the blades of the fan to be a heating element have, are formed from a basic structure, wherein a Thick-film heating element encased the basic structure and the outer flat Material layer forms the surface of the blade.
- a preferred use of such a fan is found in Household appliances, such as (hot air) ovens or tumble dryers instead.
- Household appliances such as (hot air) ovens or tumble dryers instead.
- a Use is also in other electrical devices, such as Hair dryers, hand dryers and the like, possible. It can over it there are also other fields of application. It is essential only that a fluid is to be conveyed with the fan, which simultaneously should be heatable.
- FIG. 1 shows the fan of an axial fan according to the invention in schematic representation.
- the figure shows a fan 11, which is arranged in the middle of a not shown drive drivable impeller 12 and the four Blades arranged rotationally symmetrically to the center of the impeller 12 13.
- the blades 13 can be simple, curved or flat trained, for example made of sheet metal, in particular stamped Shovels act on a surface in terms of conveying the fluid have, which with respect to the plane of rotation of the fan 11 Axis of rotation 14 is employed. Alternatively, it can be blades 13, which have been elaborately designed and in terms of their output certain speed were optimized.
- the flat design of the shovel is regardless of the implementation of the invention.
- Heating element for example a thick-film heating conductor 15 may be arranged on one part or - as shown - on each of the blades.
- the blade 13 consists of a simple stamped sheet metal, then first an insulation layer and then the thick-film heating conductor 15 on the Sheet metal surface applied.
- the Current flow is chosen so that a closed on a blade Current path is arranged, which in the region of the holder of the blade 13 Impeller 12 is contacted.
- Conventional means such as soldering the contacts, as well as the possibility of To provide clamp connections that when attaching the blades 13 on Impeller 12 can be contacted automatically.
- the blade 13 is still in the center of the thick-film heating conductor loop 15 enclosed, a temperature sensor 16 arranged. This is also contacted in the area of the impeller 12.
- the signals and Measured values of the temperature sensor 16 can be used to control and regulate the Power and the speed of the fan can be used.
- the contacting of the impeller to fixed, on the fan housing arranged components can, for example, via conventional brush contacts or but also via inductive couplings.
- the heating conductor is preferably on the side arranged the blade 13, which is exposed to the stronger fluid flow; this is the front side as seen in the direction of rotation of the fan.
- the two heating conductors can be located opposite one another Buckets are assigned to a group, which always join together or is switched off. The number of groups that are added is then the The heating power of the fan is affected. It is possible to do so within one individual group to interconnect the heating conductors 15 in parallel. comes it then damages one of the heating conductors, interrupting the appropriate circuit, the other heating conductor of the group is nevertheless intact.
- two groups of heating conductors could be formed be, with the operation of only one group of heating conductors only approximately Half of the maximum possible heating output would be available.
- clocked operation of the heating conductors can also be almost continuous regulation of the output up to the maximum possible output respectively.
- Fig. 2 shows, also in a schematic representation, the example of a Fan 11 of a radial fan.
- the fan 11 is around the axis of rotation 14 in the fan housing held rotatable. Corresponding ones can also be in the area of the axis of rotation 15 Contacts, especially brush sliding contacts, for contacting electrical Cables and for closing circuits are available.
- the shovels 13 extend parallel to the axis of rotation 14 between the two Impellers 12. The surfaces of the blades 13 are flat or can be curved, slightly compared to the radial Alignment inclined so that medium is conveyed.
- the blades 13 can be made from a framework that for example as a molded plastic part.
- the heating element ends and / or a metal lead frame at the same time, which for the electrical connection of the individual heating elements and Contacting to the power supply is used, overmoulded (insert technology).
- the heating element 15 extends over the entire length a blade 13. Parallel to the heating element 15 and in the direction of flow of the fluid behind it, the temperature sensor 16 extends.
- Recesses for the heating conductor 15 can be made in the frame of the blade 13 and the temperature sensor 16 may be provided so that after the introduction of the Heating conductor and the temperature sensor a closed, smooth surface of the Shovel is given. It is also possible that the framework is chosen so that the blade is first supplemented by the heating conductor 15 and possibly supplemented by the Temperature sensor 16, the function and mode of operation of a closed Shovel has.
- the heating conductor extends over the entire length of a shovel, it is so easiest if it is contacted on both sides of the impeller 12. As long as the axis of rotation 14 except on certain, provided Line sections is non-conductive and therefore the two impellers 12 galvanically separates from each other, the contacting can be done in a simple manner and power supply from one side of the fan to the other side be guided and thus the circuit through the heating element 15 only to closed circle.
- not all blades 13 necessarily have to have a heating conductor 15 and / or a temperature sensor 16. It is also it is not absolutely necessary that all blades 13 which have a heating conductor 15 have a temperature sensor 16. It is also conceivable that a Blade 13 has a temperature sensor 16, although this blade 13 has no heating conductor 15.
- the heating conductor 15 Summarize groups, the heating conductors within one group are preferably connected in parallel. Through the then possible step-by-step connection of individual groups is a stepped control the heating power of the fan possible.
- the electrical contacting of the impeller 12 can, for example, via a slip ring 17 and carbon brushes running on the housing respectively.
- the current is transmitted from the slip ring 17 via an electrical line 18, which mainly runs radially and which is also a distributor ring for Power to multiple blades 13 may include at least one Scoop 13 supplied, which has a heating element 15, which extends over the extends the entire width of a shovel.
- On the other side of the bucket 13 is then in turn from an electrical line 18 and a Slip ring 17 the current is returned to the other side of the housing and from there again to the voltage source, so that a closed Circuit is created.
- a Flat band heating conductor or another electrical heating conductor on the surface a shovel.
- the use of a Ribbon heating conductor between the two impellers 12 of the fan 11 of the radial fan is arranged, can be produced in a simple manner.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Ventilator zur Erzeugung eines Fluidstromes, insbesondere eines Luftstromes.The invention relates to a fan for generating a fluid flow, especially an air flow.
Ventilatoren zur Erzeugung eines Fluidstromes, insbesondere eines
Luftstromes, werden in vielfältiger Weise eingesetzt.
Derartige Ventilatoren weisen ein Laufrad und daran ausgebildet oder
angeordnet wenigstens eine Schaufel zum Fördern des Fluids. Prinzipiell sind
solche Ventilatoren in Form von Radiallüftern und in Form von Axiallüftern
allgemein bekannt. Bei Radiallüftern wird durch die Schaufel ein Luftstrom erzeugt,
der von der Drehachse des Radiallüfters radial wegweist und der von
dem den Radiallüfter umgebenden Gehäuse in eine Abströmrichtung umgeleitet
wird, die quer zu der Rotationsachse des Ventilators ausgerichtet ist. Bei Axiallüftern
wird ein in Richtung der Drehachse des Ventilators liegender Fluidstrom
erzeugt. Derartige Ventilatoren finden insbesondere zur Förderung von
gasförmigen Fluiden, hierbei insbesondere von Luft, Anwendung. Es können
mit solchen Lüftern aber auch flüssige Medien gefördert werden.Fans for generating a fluid flow, in particular an air flow, are used in a variety of ways.
Such fans have an impeller and at least one blade designed or arranged thereon for conveying the fluid. In principle, such fans in the form of radial fans and in the form of axial fans are generally known. In the case of radial fans, an air flow is generated by the blade which points radially away from the axis of rotation of the radial fan and which is redirected by the housing surrounding the radial fan in a direction of outflow which is oriented transversely to the axis of rotation of the fan. In the case of axial fans, a fluid flow lying in the direction of the axis of rotation of the fan is generated. Such fans are used in particular to convey gaseous fluids, in particular air. However, liquid media can also be conveyed with such fans.
Es gibt Anwendungsfälle, bei denen das geförderte Fluid nicht nur gefördert, sondern auch erwärmt werden muß. Die Erwärmung des geförderten Fluides erfolgt dabei üblicherweise mittels eines oder mehrerer Heizelemente, die dem Ventilator nachgeordnet sind. Zur Überwachung der Temperatur ist dann in der Regel nach dem Heizelement noch ein Temperaturfühler nachgeordnet, mittels dessen die Ventilatorleistung und/oder die Heizleistung des Heizelementes so aufeinander abgestimmt wird, daß die Temperatur des geförderten Fluids gesteuert oder geregelt werden kann.There are applications in which the pumped fluid not only pumps, but must also be heated. The heating of the pumped fluid is usually carried out by means of one or more heating elements that the Fan are subordinate. To monitor the temperature is then in the Usually, after the heating element, a temperature sensor is arranged by means of whose the fan power and / or the heating power of the heating element so is coordinated that the temperature of the delivered fluid can be controlled or regulated.
Nachteilig bei derartigen Konstruktionen ist es, daß das Heizelement, das dem Ventilator nachgeordnet ist, für den Fluidstrom einen Strömungswiderstand darstellt. Somit ist die Förderleistung des Ventilators größer zu bemessen, als es für die reine Förderung des Fluids erforderlich wäre. Im übrigen haben die nachgeordneten Heizelemente den Nachteil, daß sich, aufgrund ihrer Funktion als Strömungswiderstand und als feststehendes, umströmtes Bauteil, auf ihnen Verunreinigungen, die im Fluid enthalten sind, absetzen können. Handelt es sich bei dem Fluid um Luft, so setzen sich auf den Heizelementen oft Staubpartikel ab. An diese Staubpartikel können auch Verunreinigungen der Luft, wie zum Beispiel Fett und Wasserdämpfe, eingelagert werden. Dies ist sowohl aus Gründen der Förderleistung, des Wirkungsgrades des Heizelementes als auch aus Gründen der Hygiene unerwünscht.A disadvantage of such constructions is that the heating element that the Fan is downstream, a flow resistance for the fluid flow represents. Thus, the delivery rate of the fan is larger than it would be necessary for the pure promotion of the fluid. Otherwise they have subordinate heating elements the disadvantage that, due to their function as flow resistance and as a fixed, flowed component, on them Contaminants contained in the fluid can settle. Act it the fluid is around air, so often sit on the heating elements Dust particles. These dust particles can also contaminate the Air such as fat and water vapors are stored. This is both for reasons of the output, the efficiency of the Heating element undesirable for reasons of hygiene.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilator für einen beheizbaren Fluidstrom zu schaffen, bei dem die erforderliche Energieaufnahme verringert wird.The object of the invention is a fan for a heatable fluid flow to create, in which the required energy consumption is reduced.
Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegen der gattungsgemäßen Merkmale durch einen Ventilator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßer Ventilator verfügt über ein Laufrad, das wenigstens eine Schaufel zum Fördern des Fluids aufweist. An wenigstens einem Teil der Schaufeln des Laufrades des Ventilators ist wenigstens ein Heizelement vorgesehen. Das Heizelement dient zum Erwärmen des Fluids während des Förderbetriebes des Ventilators. This task is accomplished on the basis of the generic characteristics solved a fan with the characterizing features of claim 1. A fan according to the invention has an impeller that has at least one Has blade for conveying the fluid. On at least part of the Blading the impeller of the fan is at least one heating element intended. The heating element is used to heat the fluid during the Conveyor operation of the fan.
Gemäß bevorzugter Ausgestaltung sind Heizelemente als elektrische Heizelemente ausgebildet, wobei diese vorzugsweise aus der Menge der Dickschicht-, Bandheizleiter und der elektrisch leitenden Keramiken ausgewählt sind.According to a preferred embodiment, heating elements are electrical Heating elements formed, these preferably from the amount of Thick film, strip heating and electrically conductive ceramics selected are.
Weiter werden Ausgestaltungen bevorzugt, bei denen die Heizelemente an der Oberfläche der Schaufeln angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Heizelemente in Heizelementkanälen angeordnet sind, die schaufelseitig ausgebildet sind. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Heizelemente so ausgebildet sind, daß sie die Schaufel einer vorsprungsfreien, glattflächigen Oberflächenkontur ergänzen.Further configurations are preferred in which the heating elements on the Surface of the blades are arranged. It is particularly advantageous if the heating elements are arranged in heating element channels, the blade side are trained. It is also advantageous if the heating elements are designed to be the blade of a non-protruding, smooth surface Complete the surface contour.
Weiter bevorzugt werden Ausgestaltungen, bei denen die Heizelemente in etwa längs und parallel zu der in Drehrichtung des Rotors vorderen Kante der Schaufel angeordnet sind. Vorteilhaft ist es, wenn sich die Heizelemente insgesamt über wenigstens nahezu die gesamte Längsausdehnung der Schaufel erstrecken.Embodiments in which the heating elements are approximately preferred are also preferred lengthways and parallel to the front edge of the rotor in the direction of rotation of the rotor Shovel are arranged. It is advantageous if the heating elements overall over at least almost the entire longitudinal extent of the Extend shovel.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn wenigstens auf einem Teil der Schaufeln ein Temperaturfühler angeordnet ist. Vorzugsweise wird mit dem Temperaturfühler eine Steuerung oder Regelung der Heizleistung von Heizelementen vorgenommen, so daß die Temperatur der geförderten Luft gesteuert oder geregelt ist. Gemäß bevorzugter Ausgestaltung ist der Temperaturfühler - in Drehrichtung der Schaufel gesehen - hinter einem ggf. vorhandenen Heizelement angeordnet. Gemäß weiter vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind Temperaturfühler auf den Schaufeln angeordnet, die wenigstens ein Heizelement aufweisen.It is further advantageous if at least on a part of the blades Temperature sensor is arranged. Preferably with the temperature sensor a control or regulation of the heating power of heating elements made so that the temperature of the conveyed air is controlled or is regulated. According to a preferred embodiment, the temperature sensor is in Seen the direction of rotation of the blade - behind an existing one Heating element arranged. According to a further advantageous embodiment of the Invention temperature sensors are arranged on the blades, at least have a heating element.
Gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Heizleiter in wenigstens zwei Gruppen zusammengefaßt, wobei die Heizleistung vorzugsweise durch das ggf. auch getaktete Zu- bzw. Abschalten von Gruppen von Heizleitern gesteuert oder geregelt wird. Gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Heizleiter einer Schaufel derselben Gruppe zugeordnet. Gemäß einer weiterführenden vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, daß die Heizleiter einer Gruppe in Parallelschaltung zueinander angeordnet sind. Bei dieser, aber auch bei anderen Ausgestaltungen von parallel zueinander geschalteten Heizleitern ist es eine vorteilhafte weiterführende Ausgestaltung der Erfindung, wenn jeder der Heizleiter eine ihm zugeordnete Durchbrennsicherung gegen übermäßiges Erwärmen aufweist.According to a preferred embodiment of the invention, the heating conductors are in summarized at least two groups, the heat output preferably by switching groups on and off, which may also be clocked is controlled or regulated by heating conductors. According to a preferred embodiment According to the invention, the heating conductors of a blade are assigned to the same group. According to a further advantageous embodiment of the invention, it is possible that the heating conductors of a group in parallel to each other are arranged. In this, but also in other configurations of parallel interconnected heating conductors, it is an advantageous further Embodiment of the invention if each of the heating conductors has an associated one Burn protection against excessive heating.
Gemäß alternativen Ausgestaltungen der Erfindung kann es sich bei dem Ventilator sowohl um einen Axiallüfter als auch um einen Radiallüfter handeln. Handelt es sich bei dem Ventilator um einen Radiallüfter, so ist es möglich, daß die elektrische Kontaktierung dadurch erfolgt, daß die Schaufeln mit den darauf angeordneten Heizleitern die elektrische Verbindung zwischen den beiden Lüfterrädern des Radiallüfters herstellt und damit zu Stromkreisen ergänzt. Ganz allgemein ist es möglich, daß die Schaufeln des Ventilators, die ein Heizelement aufweisen, aus einem Grundgerüst gebildet sind, wobei ein Dickschicht-Heizelement das Grundgerüst ummantelt und die äußere flächige Materialschicht die Oberfläche der Schaufel bildet.According to alternative embodiments of the invention, the The fan is both an axial fan and a radial fan. If the fan is a radial fan, it is possible that the electrical contact is made in that the blades with the arranged heating conductors the electrical connection between the two Manufactures fan wheels of the radial fan and thus complements them to circuits. In general, it is possible for the blades of the fan to be a heating element have, are formed from a basic structure, wherein a Thick-film heating element encased the basic structure and the outer flat Material layer forms the surface of the blade.
Eine bevorzugte Verwendung eines derartigen Ventilators findet in Haushaltsgeräten, wie (Heißluft-)Backöfen oder Wäschetrocknern, statt. Eine Verwendung ist auch in anderen elektrischen Geräten, wie zum Beispiel Haartrocknern, Handtrocknern und dergleichen, möglich. Es können drüber hinaus auch noch weitere Anwendungsfelder bestehen. Wesentlich dabei ist lediglich, daß mit dem Ventilator ein Fluid gefördert werden soll, das gleichzeitig erwärmbar sein soll.A preferred use of such a fan is found in Household appliances, such as (hot air) ovens or tumble dryers instead. A Use is also in other electrical devices, such as Hair dryers, hand dryers and the like, possible. It can over it there are also other fields of application. It is essential only that a fluid is to be conveyed with the fan, which simultaneously should be heatable.
Die vorstehenden und weiteren Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmal jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.The above and further features go beyond the claims also from the description and the drawings, the individual Characteristic individually or in groups in the form of Subcombinations in one embodiment of the invention and others Areas to be realized and advantageous as well as protectable Can represent versions for which protection is claimed here.
Im übrigen ist die Erfindung nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert; dabei zeigen:
- Fig. 1 die
- schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ventilators eines Axiallüfters, und
- Fig. 2 die
- schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ventilators eines Radiallüfters.
- Fig. 1 the
- schematic representation of an inventive fan of an axial fan, and
- Fig. 2 the
- schematic representation of a fan of a radial fan according to the invention.
Die Fig. 1 zeigt den Ventilator eines Axiallüfters gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung.1 shows the fan of an axial fan according to the invention in schematic representation.
Die Figur zeigt einen Ventilator 11, der aus dem mittig angeordneten, von
einem nicht dargestellten Antrieb antreibbaren Laufrad 12 und den vier
rotationssymmetrisch zum Zentrum des Laufrades 12 angeordneten Schaufeln
13. Bei den Schaufeln 13 kann es sich dabei um einfache, gewölbte oder flach
ausgebildete, beispielsweise aus Blech hergestellte, insbesondere gestanzte
Schaufeln handeln, die im Hinblick auf das Fördern des Fluids eine Fläche
aufweisen, die gegenüber der Rotationsebene des Ventilators 11 um seine
Drehachse 14 angestellt ist. Alternativ kann es sich um Schaufeln 13 handeln,
die aufwendig gestaltet wurden und hinsichtlich ihrer Förderleistung bei
bestimmter Drehzahl optimiert wurden. Die flächige Gestaltung der Schaufel ist
unabhängig von der Realisierung der Erfindung.The figure shows a
Auf einem Teil oder - wie dargestellt - auf jeder der Schaufeln kann ein
Heizelement, beispielsweise ein Dickschicht-Heizleiter 15 angeordnet sein.
Besteht die Schaufel 13 aus einem einfachen gestanzten Blech, so wird
zunächst eine Isolationsschicht und dann der Dickschicht-Heizleiter 15 auf die
Blechoberfläche aufgetragen. Hierzu können die herkömmlichen, in diesem
Zusammenhang verwendeten Beschichtungsverfahren angewandt werden. Die
Stromführung ist dabei so gewählt, daß auf einer Schaufel ein geschlossener
Strompfad angeordnet ist, der im Bereich der Halterung der Schaufel 13 am
Laufrad 12 kontaktiert ist. Zur Kontaktierung kommen herkömmliche Mittel, wie
das Löten der Kontakte, ebenso in Frage, wie die Möglichkeit,
Klemmverbindungen vorzusehen, die beim Befestigen der Schaufeln 13 am
Laufrad 12 automatisch kontaktiert werden.On one part or - as shown - on each of the blades, one can
Heating element, for example a thick-
Darüber hinaus ist noch im Zentrum der Schaufel 13, von der Dickschicht-Heizleiter-Schleife
15 umschlossen, ein Temperatursensor 16 angeordnet.
Dieser ist ebenfalls im Bereich des Laufrades 12 kontaktiert. Die Signale und
Meßwerte des Temperaturfühlers 16 können zur Steuerung und Regelung der
Leistung und der Drehzahl des Ventilators mit herangezogen werden.In addition, the
Die Kontaktierung des Laufrades zu feststehenden, am Lüftergehäuse angeordneten Bauteilen kann beispielsweise über übliche Bürstenkontakte oder aber auch über induktiv arbeitende Einkopplungen erfolgen.The contacting of the impeller to fixed, on the fan housing arranged components can, for example, via conventional brush contacts or but also via inductive couplings.
Damit das an den Schaufeln 13 vorbeiströmende Fluid einen guten Kontakt mit
dem Dickschicht-Heizleiter 15 hat, ist der Heizleiter vorzugsweise auf der Seite
der Schaufel 13 angeordnet, die der stärkeren Fluidströmung ausgesetzt ist;
dies ist die in Drehrichtung des Ventilators gesehen vordere Seite.So that the fluid flowing past the
Um eine Steuerung oder Regelung der Heizleistung vorzunehmen, kann es sich
als vorteilhaft erweisen, die Heizleiter in Gruppen zusammenzufassen.
Beispielsweise können die beiden Heizleiter einander gegenüberliegender
Schaufeln einer Gruppe zugeordnet werden, die stets gemeinsam zu- oder
abgeschaltet wird. Über die Anzahl der zugeschalteten Gruppen wird dann die
Heizleistung des Ventilators beeinflußt. Dabei ist es möglich, innerhalb einer
einzelnen Gruppe die Heizleiter 15 parallel zueinander zu verschalten. Kommt
es dann zu einer Beschädigung eines der Heizleiter, mit Unterbrechung des
entsprechenden Stromkreises, so ist der andere Heizleiter der Gruppe dennoch
intakt. Im vorliegenden Fall könnten also zwei Gruppen von Heizleitern gebildet
werden, wobei bei Betrieb nur einer Gruppe von Heizleitern nur in etwa die
Hälfte der maximal möglichen Heizleistung zur Verfügung stünde. Durch
entsprechend getakteten Betrieb der Heizleiter kann auch eine nahezu
stufenlose Regulierung der Leistung bis zur maximal möglichen Leistung
erfolgen.It can be used to control or regulate the heating output
prove to be advantageous to group the heating conductors in groups.
For example, the two heating conductors can be located opposite one another
Buckets are assigned to a group, which always join together or
is switched off. The number of groups that are added is then the
The heating power of the fan is affected. It is possible to do so within one
individual group to interconnect the
Die Fig. 2 zeigt, ebenfalls in schematischer Darstellung, das Beispiel eines
Ventilators 11 eines Radiallüfters.Fig. 2 shows, also in a schematic representation, the example of a
Dabei ist der Ventilator 11 um die Drehachse 14 herum im Lüftergehäuse
drehbar gehalten. Im Bereich der Drehachse 15 können auch entsprechende
Kontakte, insbesondere Bürstenschleifkontakte, zur Kontaktierung elektrischer
Leitungen und zum Schließen von Stromkreisen vorhanden sein. Die Schaufeln
13 erstrecken sich dabei parallel zur Drehachse 14 zwischen den beiden
Laufrädern 12. Dabei sind die Flächen der Schaufeln 13, die wiederum eben
oder gewölbt ausgebildet sein können, leicht gegenüber der radialen
Ausrichtung geneigt, damit Medium gefördert wird.The
Die Schaufeln 13 können dabei aus einem Gerüst hergestellt sein, das
beispielsweise als Kunststoff-Spritzteil ist. Beim Spritzen des Gerüstes können
dabei gleichzeitig die Heizelement-Enden und/oder ein Metall-Stanzgitter,
welches zur elektrischen Verbindung der einzelnen Heizelemente und
Kontaktierung an die Spannungsversorgung dient, umspritzt werden (Insert-Technik).
Das Heizelement 15 erstreckt sich dabei über die gesamte Länge
einer Schaufel 13. Parallel zu dem Heizelement 15 und in Strömungsrichtung
des Fluids dahinter liegend, erstreckt sich der Temperaturfühler 16.The
Im Gerüst der Schaufel 13 können dabei Aussparungen für den Heizleiter 15
und den Temperaturfühler 16 vorgesehen sein, so daß nach Einbringen des
Heizleiters und des Temperaturfühlers eine geschlossene, glatte Oberfläche der
Schaufel gegeben ist. Es ist auch möglich, daß das Gerüst so gewählt ist, daß
die Schaufel erst ergänzt durch den Heizleiter 15 und ggf. ergänzt durch den
Temperaturfühler 16, die Funktion und Wirkungsweise einer geschlossenen
Schaufel aufweist.Recesses for the
Erstreckt sich der Heizleiter über die gesamte Länge einer Schaufel, so ist es
am einfachsten, wenn er beidseitig jeweils am Laufrad 12 kontaktiert ist.
Solange die Drehachse 14 außer auf bestimmten, dafür vorgesehenen
Leitungsabschnitten nichtleitend ausgebildet ist und daher die beiden Laufräder
12 galvanisch voneinander trennt, kann in einfacher Weise die Kontaktierung
und Stromführung von einer Seite des Ventilators zu dessen anderer Seite
geführt sein und der Stromkreis somit durch das Heizelement 15 erst zum
geschlossenen Kreis ergänzt werden.If the heating conductor extends over the entire length of a shovel, it is so
easiest if it is contacted on both sides of the
Wie in der Zeichnung dargestellt, müssen nicht unbedingt alle Schaufeln 13
einen Heizleiter 15 und/oder einen Temperaturfühler 16 aufweisen. Es ist auch
nicht unbedingt erforderlich, daß alle Schaufeln 13, die einen Heizleiter 15
aufweisen, einen Temperaturfühler 16 aufweisen. Es ist auch denkbar, daß eine
Schaufel 13 einen Temperaturfühler 16 aufweist, obgleich diese Schaufel 13
keinen Heizleiter 15 aufweist.As shown in the drawing, not all
Ebenso wie im Beispiel der Fig. 1 erläutert, ist es möglich, die Heizleiter 15 zu
Gruppen zusammenzufassen, wobei innerhalb einer Gruppe die Heizleiter
vorzugsweise parallel zueinander geschaltet sind. Durch die dann mögliche
stufenweise Zuschaltung einzelner Gruppen ist eine gestufte Steuerung/ Regelung
der Heizleistung des Ventilators möglich.As explained in the example in FIG. 1, it is possible to close the
Die elektrische Kontaktierung des Laufrades 12 kann dabei beispielsweise über
einen Schleifring 17 und darauf laufenden, gehäuseseitigen Kohlenbürsten
erfolgen. Vom Schleifring 17 wird der Strom über eine elektrische Leitung 18,
die überwiegend radial verläuft und die gleichzeitig einen Verteilerring zur
Stromzufuhr an mehrere Schaufeln 13 beinhalten kann, wenigstens einer
Schaufel 13 zugeführt, die ein Heizelement 15 aufweist, das sich über die
ganze Breite einer Schaufel erstreckt. Auf der anderen Seite der Schaufel 13
wird dann wiederum von einer elektrischen Leitung 18 und über einen
Schleifring 17 der Strom auf die andere Seite des Gehäuses zurückgeführt und
von dort wieder an die Spannungsquelle geführt, so daß ein geschlossener
Stromkreis entsteht.The electrical contacting of the
Alternativ zu der Verwendung eines Dickschicht-Heizleiters kann auch ein
Flachband-Heizleiter oder ein anderer elektrischer Heizleiter an der Oberfläche
einer Schaufel angeordnet sein. Insbesondere die Verwendung eines
Flachband-Heizleiters, der zwischen den beiden Laufrädern 12 des Ventilators
11 des Radiallüfters angeordnet ist, ist in einfacher Weise herstellbar.As an alternative to using a thick-film heating conductor, a
Flat band heating conductor or another electrical heating conductor on the surface
a shovel. In particular, the use of a
Ribbon heating conductor between the two
Bei allen Ausführungsformen ist es möglich, den Heizleiter 15 wenigsten in
einem Heiz-Bereich des Heizleiters 15 derart zu dimensionieren, daß er bei
einer Übertemperatur an dieser definierten Stelle durchbrennt und somit den
Stromkreis unterbricht. Damit wird ein unzulässiges Überhitzen des Heizleiters
zuverlässig unterbunden. Soweit die anderen Heizleiter parallel und nicht seriell
zu diesem Heizleiter angeordnet sind, sind diese in ihrer Funktion dadurch nicht
beeinträchtigt.In all embodiments, it is possible to at
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